1
Ch¬ng 5
dËp tÊm
2
Chương IV. công nghệ dập tấm
1. Khái niệm chung
1. Thực chất.
Dập tấm là một trong những phương
pháp gia công kim loại bằng áp lực, bao
gồm nhiều quy trình công nghệ làm biến
dạng dẻo cưỡng bức các tấm phôi kim
loại, tạo nhiều loại sản phẩm khác nhau
(trong đó có những sản phẩm có hình
dáng rất phức tạp, nhẹ và bền).
3
Chương IV. công nghệ dập tấm
1. Thực chất.
- Thực hiện những nguyên công phức tạp bằng những
động tác đơn giản của thiết bị, cho phép chế tạo những
chi tiết rất phức tạp mà các phương pháp gia công khác
rất khó khăn hoặc không thực hiện được.
- Sản phẩm được chế tạo có độ chính xác cao, thường
không phải gia công cơ khí vẫn đảm bảo lắp lẫn tốt.
- Chế tạo được các sản phẩm có độ bền và cứng vững
cao, gọn nhẹ và ít tốn vật liệu, phế liệu tương đối nhỏ.
- Có khả năng cơ khí hoá và tự động hoá, đạt năng suất
chế tạo rất cao (có thể tới 3 ữ 4 vạn chi tiết trong một ca
sản xuất), thích hợp với loại hình sản xuất hàng khối
đảm bảo giá thành của sản phẩm chế tạo thấp.
- Thao tác dập tấm trên máy tương đối đơn giản, không
đòi hỏi phải có công nhân trình độ kỹ thuật cao.
4
Chương IV. công nghệ dập tấm
3. Phương hướng phát triển
Ngày nay ngành dập tấm đang được phát
triển mạnh mẽ theo phương hướng sau đây:
- Mở rộng lĩnh vực áp dụng dập tấm, dùng
các chi tiết dập hoặc dập hàn thay thế
cho các chi tiết đúc và rèn để giảm bớt gia
công cắt gọt.
- ứng dụng dập tấm vào sản xuất hàng loạt
nhỏ bằng cách dùng những khuôn dập đơn
giảnvà khuôn dập vạn năng rẻ tiền.
5
Chương IV. công nghệ dập tấm
- Giảm bớt tiêu hao vật liệu bằng cách thiết kế các
sản phẩm có tính công nghệ tốt, nghiên cứu cách
xếp hình hợp lý, tận dụng phế liệu, nâng cao độ
chính xác khi tính toán, thiết kế phôi ...
- Nâng cao độ chính xác của sản phẩm dập (đến
cấp chính xác 3, 4).
- Dùng dập nguội để lắp ghép các chi tiết thành
phẩm.
- Nâng cao tuổi thọ của các khuôn dập, nhất là đối
với các khuôn dập dùng trong sản xuất hàng loạt
và sản xuất hàng khối.
- Tăng năng suất lao động bằng cách cơ khí hoá
và tự động hoá quá trình dập.
6
Chương IV. công nghệ dập tấm
2. Dụng cụ và máy dập tấm
1 - Máy dập tấm:
Để dập tấm có thể dùng các máy ép cơ khí
(chủ yếu là máy ép trục khuỷu) hay máy ép
thuỷ lực.
7
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
* M¸y Ðp trôc khuûu:
8
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
* M¸y Ðp song ®éng
9
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
* Mét sè lo¹i m¸y c¾t
10
Chương IV. công nghệ dập tấm
*Máy ép thuỷ lực:
Máy ép thuỷ lực là loại máy có đặc tính
tốt để thực hiện các quá trình dập tấm, tạo
được áp lực và tốc độ dịch chuyển của đầu
ép không thay đổi. Các máy ép thuỷ lực thư
ờng dùng để dập các tấm kim loại dày, dập
các vật liệu phi kim (da, cao su ...). Cấu tạo
và nguyên tắc làm việc của máy đã nói ở các
phần trước.
11
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
2 - Khu«n dËp tÊm
* Khu«n c¾t ®ét ®¬n gi¶n kh«ng cã tÊm dÉn híng
12
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
* Khu«n c¾t ®ét ®¬n gi¶n cã trô dÉn híng
13
Chương IV. công nghệ dập tấm
* Khuôn liên tục để đột lỗ và cắt:
14
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
* Khu«n dËp cã chuyÓn ®éng tæ hîp
15
Chương IV. công nghệ dập tấm
3. Công nghệ dập tấm
Các nguyên công dập tấm được chia thành
hai nhóm:
- Nhóm các nguyên công cắt phôi để tách rời
phần vật liệu này khỏi phần vật liệu kia và
nhóm các nguyên công biến dạng dẻo phôi
để tạo nên sản phẩm có hình dáng, kích thư
ớc yêu cầu. Cắt đứt, dập cắt, đột lỗ...
- Nhóm thứ hai, còn uốn cong, dập vuốt, in
nổi ...
16
Chương IV. công nghệ dập tấm
1 - Cắt phôi tấm
Là một nguyên công chuẩn bị phôi được thực hiện trên
các loại máy cắt đã được giới thiệu ở trên để cắt sơ bộ tấm
phôi thành dải hoặc phôi có kích thước cần thiết.
17
Chương IV. công nghệ dập tấm
Quá trình cắt trên các máy cắt gồm ba giai đoạn:
- Giai đoạn đàn hồi khi ứng suất nằm trong giới
hạn đàn hồi và sự biến dạng kim loại nằm trong
vùng biến dạng đàn hồi.
- Giai đoạn dẻo khi dao cắt lún sâu vào kim loại
khoảng 0,2 ữ 0,5 chiều dày phôi, lúc này ứng suất
trong kim loại vượy quá giới hạn chảy nhưng còn
nhỏ hơn giới hạn bền cắt của kim loại. Biến dạng
trượt cực đại hướng theo đường trượt phát sinh ở
cạnh sắc mép cắt của dao và là biến dạng dư.
- Giai đoạn nứt, khi đó tạo thành những vết nứt tế
vi, sau đó vết nứt lớn dần hướng theo bề mặt trượt
và cuối cùng tách phần vật liệu này khỏi phần vật
liệu kia.
18
Chương IV. công nghệ dập tấm
2 - Cắt hình và đột lỗ bằng khuôn:
Quá trình cắt hình và đột lỗ bằng khuôn cũng tư
ơng tự như quá trình cắt bằng máy, và có thể xem
chày và cối cắt như những lưỡi dao định hình khép
kín. Quá trình cắt hình và đột lỗ gồm 3 giai đoạn:
19
Ch¬ng IV. c«ng nghÖ dËp tÊm
20
Chương IV. công nghệ dập tấm
- Giai đoạn biến dạng đàn hồi xảy ra nén đàn hồi
và uốn kim loại và kim loại bị ép nhẹ vào lỗ cối.
ứng suất trong kim loại không vượt quá giới hạn
đàn hồi.
- Giai đoạn biến dạng dẻo xảy ra kéo và uốn mãnh
liệt tổ chức thớ kim loại do chày ép lún sâu vào
kim loại và đẩy mạnh nó vào lỗ cối. ứng suất ở
cuối giai đoạn đạt giá trị cực đại bằng giá trị giới
hạn bền của vật liệu.
- Giai đoạn nứt tạo thành các vết nứt tế vi, đầu tiên
ở phía mép cắt của cối, sau đó ở cả mép cắt của
chày.
21
Chương IV. công nghệ dập tấm
Nếu khe hở giữa chày và cối hợp lý thì những bề mặt trư
ợt phát sinh từ mép cắt của chày và cối sẽ gặp nhau tạo nên
vết cắt nhẵn sạch.
Nếu trị số của khe hở chọn nhỏ và vật liệu có chiều dày
lớn thì các vết nứt phát sinh từ mép cắt của chày và cối sẽ
không tiến lại gặp nhau. ứng suất lớn nhất phát sinh ở mép
cắt của cối và vết nứt xuất hiện đầu tiên ở mép cối
Nếu khe hở giữa chày và cối quá lớn thì trên bề mặt cắt
sẽ tạo thành ba via đứt nát vì kim loại bị kéo rút và đứt
đoạn ở trong khe hở. Đặc điểm bề mặt cắt phụ thuộc trị số
tương đối của khe hở và tính dẻo của vật liệu.
Kim loại trong vùng cắt bị biến cứng và thay đổi cấu
trúc tương đối lớn. Chiều sâu lớp biến cứng phụ thuộc
chiều dày nguyên vật liệu, tổ chức ban đầu và tính chất của
nó, trị số khe hở và chất lượng các mép cắt, tốc độ cắt.
22
Chương IV. công nghệ dập tấm
Để giảm lực cắt khi cắt và đột lỗ các
nguyên vật liệu dày hoặc chi tiết có kích thư
ớc lớn có thể dùng khuôn với
23
Chương IV. công nghệ dập tấm
3 uốn
Uốn các tấm kim loại (hay các phôi) có tiết diện định
hình nhằm thay đổi hướng của trục phôi (thực hiện biến
dạng dẻo, biến phôi liệu phẳng thành cong hoặc thay đổi
góc và bán kính uốn của phôi đã được uốn từ trước).
24
Chương IV. công nghệ dập tấm
Trong đa số trường hợp quá trình uốn thường
có kèm theo sự giảm chiều dày tấm vật liệu và sự
dịch chuyển lớp trung hoà về phía lớp kim loại
chịu nén cũng như sự biến đổi hình dáng tiết diện
ngang ở vị trí uốn từ hình chữ nhật thành hình
thang.
Nếu bán kính uốn lớn hơn chiều dày của tấm
vật liệu nhiều thì lớp trung hoà được đặt gần vị trí
giữa của tiết diện. Nếu bán kính uốn lớn hơn chiều
dày vật liệu không nhiều lắm, hoặc bằng hay nhỏ
hơn chiều dày vật liệu thì lớp trung hoà sẽ dịch
chuyển vào phía trong. Sự dịch chuyển này sẽ
càng lớn nếu bán kính uốn cong càng nhỏ.
25
Chương IV. công nghệ dập tấm
Có thể tính bán kính lớp trung hoà theo công
thức sau:
=
ở đây:
r bán kính uốn, mm.
hệ số biến mỏng;
S
1
và S
2
chiều dày vật liệu trước và sau khi
uốn, mm.
hệ số mở rộng;
b
tb
và b chiều rộng trung bình của băng vật
liệu sau khi uốn và chiều rộng phôi ban đầu,
mm.
2
1
s
s
=
( ). . . ( 0,5 . ).
2
tb
b
r
S r s
s b
+ = +
b
s
tb
=